Az epitél sejtek szerepe GI betegségekben

Az akut pankreatitisz (AP) a pankreász gyulladásos megbetegedése, melyben a mortalitás és morbiditás még ma is nagyon magas. A betegség átlagos incidenciája 13-80 eset /100 000 lakos/év, mely a fejlett országokban egy növekvő tendenciát mutat. Az AP súlyosságát tekintve lehet enyhe, közepes és súlyos lefolyású. Az esetek döntő többsége (~ 80%) az enyhe betegcsoportba tartozik, míg a betegek 20%-ában a súlyos, szeptikus állapot alakulhat ki, melyben a mortalitás akár a 30 %-ot is elérheti. A diagnózis felállításánál a felhasi fájdalom, az emelkedett szérum amiláz és lipáz szint, valamint a pankreász morfológiai elváltozásai a döntőek. A jelenleg leginkább elfogadott nézet szerint a betegség kialakulásában a tripszin idő előtti aktiválódása kulcs fontosságú lépés, bár a pontos pathomechanizmus a mai napig nem teljesen ismert. Az esetek 80%-áért az epekövesség és a túlzott alkoholfogyasztás a felelős. Az Opie-féle teória szerint a biliáris pankreatitisz kialakulásáért a Vater papillába beékelődött epeúti kő a felelős, amely ez által megakadályozza a pankreász nedv elfolyását. A biliopancreaticus reflux során a duktális vezetékrendszerbe jutott epe károsíthatja a pankreászt illetve elősegítheti az emésztőenzimek idő előtti aktiválódását. Az alkohol-indukálta AP esetében a túlzott alkoholfogyasztás hatására megnő a pankreász nedv elválasztása és ezzel egyidejűleg fokozódik a Vater papilla kontrakciója, megakadályozva a pankreász nedv elfolyását. Emellett az etanol (EtOH) bomlása során olyan metabolitok képződnek, melyek károsíthatják az acinus sejteket és az enzimek aktiválódását okozhatják. Az utóbbi évek kutatásai egyre inkább előtérbe helyezték a duktális sejtek szerepét az AP pathomechanizmusában. A 90-és években Czakó és mtsai. cerulein-indukált akut kísérleti pankreatitisz vizsgálata során a cerulein injekciót követő néhány órában megnövekedett folyadékszekréciót tapasztaltak, mely a pankreász nedvhez képest hipoproteinémiás volt és megelőzte a pankreász morfológiai elváltozásait. Hasonló hipoproteinémiás hiperszekréció volt megfigyelhető Na⁺ -taurokolsav retrográd infúziója során is patkányban. A betegség progressziója során a hiperszekréciót hiposzekréció illetve a pankreász szövet károsodása követte. Ezek az eredmények egyfajta aspecifikus védőmechanizmus jelenlétére utalnak, mely az AP korai szakaszában még a szövet károsodása előtt megpróbálja a pankreász lumenéből kimosni a károsító tényezőket. Az AP kialakulásában a két fő etiológia tényező a túlzott alkohol fogyasztás illetve az epekövesség. Ezen ágensek a duktális folyadék és HCO3-- és folyadékszekréciót dózisfüggő módon befolyásolják:

Etanol hatása a duktális sejtekre

Ishiguro és mtsai. azt találták, hogy 0,3-30 mM-os koncentrációban az EtOH fokozza a szekretin-stimulálta duktális folyadékszekréciót, míg nagy dózisú alkohol esetén (100 mM) ez erőteljesen gátlódik. Nem ismert, hogy az EtOH serkentő és gátló hatásában milyen sejten belüli mechanizmuson vesznek részt. A CFTR Cl^- csatorna fontos szerepet játszik a duktális HCO3- szekrécióban, azáltal, hogy a Cl^-/HCO3- kicserélő működéséhez szükséges Cl^--ot biztosítja. Számos tanulmányban leírták, hogy a CFTR csatorna génjében bekövetkező mutáció nemcsak a CF-el, de pankreatitisz-el is társul, azonban

az EtOH hatását a csatorna konduktanciájára nem vizsgálták még. Raju és mtsai. kimutatták, hogy léguti epitél sejtek 24 órás inkubációja EtOH-al (100 mM) erőteljesen gátolja a CFTR csatornát, azáltal, hogy befolyásolja a sejten belüli cAMP szintet.

Munkánk során célul tűztük ki, hogy megvizsgáljuk az EtOH illetve metabolitjainak a hatását a duktális CFTR csatorna működésére, melynek segítségével egy teljesebb képet kaphatunk az EtOH hatásának sejtszintű mechanizmusairól, amely elősegítheti az alkohol-indukálta pankreatitisz pathomechanizmusának jobb megértését.

Epesavak hatása a duktális sejtekre

1) Korábbi vizsgálataink során leírtuk, hogy a CDCA alacsony koncentrációban (100 µM) fokozza a duktális HCO3- szekréciót, egy inozitol-trifoszfát (IP3)-mediálta Ca²⁺ felszabaduláson keresztül, míg a nagy dózisú CDCA (1mM) mind a luminális mind pedig a bazolaterális membrán felől adva gátolta a transzporterek működését. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a pankreász duktuszok a károsító noxákra hiperszekrécióval reagálnak. Ez a fokozott szekréció megpróbálja kimosni a pankreászból a károsító tényezőket, aktiválódott enzimeket. Amennyiben ez a „wash-out” mechanizmus nem oldja meg a károsító tényezők szintjének csökkenését (pl. az epekő továbbra is beékelődve van a papillába vagy a noxa továbbra is fenn áll és a pankreatitisz továbbfejlődik), akkor a szekréció erősen gátlódik súlyosbítva ezzel a pankreatitisz lezajlását.

Annak érdekében, hogy megvizsgáljuk, milyen mechanizmuson keresztül valósul meg a CDCA szekréciót stimuláló hatása elektrofiziológiai méréseket végeztünk a patch clamp technika, teljes sejtes konfigurációját alkalmazva. Mivel a CDCA-indukált stimuláció összefüggésben áll a sejten belüli megnövekedett Ca²⁺ szinttel, ezért elsősorban olyan ioncsatornák vizsgálatára fókuszáltunk, melyek aktivációjában a megemelkedett (Ca²⁺)i központi szerepet játszik.

2) Az urzodezoxikólsav (UDCA) egy másodlagos, hidrofil epesav, melyet különböző epebetegségekben hatékonyan használnak elsősorban az epekövek oldására, de emellett kedvező hatását tapasztalták egyes epeuti megbetegedésekben, úgy mint primer biliáris cirrózis vagy szklerotizáló kolangitisz. Az UDCA védő hatásának a mechanizmusa nem teljesen ismert, de alapvetően három koncepciót feltételeznek: 1) hepatobiliáris szekréció stimulálása, 2) a hidrofób, toxikus epesavak koncentrációjának csökkentése és 3) sejtvédő funkció a hidrofób epesavak károsító hatásával szemben. Az UDCA sejtvédő hatását számos, hepatocitákon végzett tanulmányban vizsgálták, mely során kimutatták, hogy az UDCA előkezelés jelentősen lecsökkenti az epesavak-indukálta mitokondriális tranziciós pórus nyitódását és ez által az epesavak apoptizáló hatását. Ezen eredmények arra utalnak, hogy az UDCA védő hatásában a mitokondriális membrán stabilizálása fontos szerepet játszik.

Korábban kimutattuk, hogy a nagy dózisú CDCA duktális sejtekre kifejtett gátló hatása szorosan összefügg a CDCA-indukálta mitokondriális károsodással, ezért kíváncsiak voltunk arra, hogy az UDCA előkezelés képes-e ezt a gátló hatást kivédeni.

4.4.2. Barrett nyelőcső

A nyelőcsövet érintő, egyik leggyakoribb megbetegedés a gastro-oesophagealis reflux betegség (GORB), mely során a savas gyomortartalom, a nyelőcső záróizmainak nem megfelelő működése miatt a nyelőcsőbe visszaáramlik és ez tüneteket okoz. A GORB legjellemzőbb tünete a gyomortáji illetve szegycsont mögötti égő érzés, de egyéb extraoesophageális tünetek is jelentkezhetnek, úgy mint a köhögés, rekedség vagy gégegyulladás. A betegség a népesség kb. 30 %-át érinti és jellemzően a

fejlettebb országok lakossága érintett, azonban a betegség előfordulása növekvő tendenciát mutat a világ többi részén is. A tünetek eltérő intenzitással és gyakorisággal jelentkezhetnek kezdve a klinikailag enyhe tünetektől a súlyos komplikációkig. A nyelőcső reflux egészséges emberekben is előforduló folyamat, ami időben korlátozott hosszúságú és nem okoz tüneteket. Abban az esetben, ha a reflux gyakrabban fordul elő vagy folyamatosan fennáll, szerkezeti illetve működésbeli elváltozásokat okozhat. A betegség hátterében mind anatómiai, genetikai eltérések mind pedig környezeti tényezők szerepet játszhatnak. Ezek közül kiemelendő a nyelőcső megváltozott motilitása, ami csökkenti a nyelőcső clearance sebességét, így a gyomorbennék tartósan a nyelőcsőben marad. A nyelőcsőbe regurgitált gyomortartalomban lévő sósavnak tulajdonítanak alapvető szerepet a nyelőcső gyulladásos folyamataiban, bár egyéb ágensek, úgymint az epesavak vagy pepszin is súlyos szövődmények kialakulását okozhatják. Állatkísérletes vizsgálatok azt igazolták, hogy a nyelőcső relatíve rezisztens kizárólag sósav terhelésre, hacsak nem nagyon magas koncentrációban van jelen (pH<1). Pepszin jelenlétében már magasabb pH-n (pH<2) is megjelent a gyomorsav károsító hatása. Nyúl nyelőcsövön végezett kísérletekben az epesav is károsnak bizonyult: a konjugált epesavak savas, míg a nem-konjugált epesavak neutrális pH-n károsították a mucosát. A fent említett hipotézist alátámasztja még az a megfigyelés is, hogy bár a savszekréciót gátló proton-pumpa inhibitorokkal (PPI) való kezelés hatásosnak bizonyult a reflux oesohagitis gyógyításában, a páciensek jelentős százaléka továbbra is észlelt tüneteket, illetve a PPI gyakran nem bizonyul hatásosnak a betegség extra-oesophageális tüneteivel szemben, úgymint laryngitis vagy krónikus köhögés. Illetve a PPI használata nem csökkentette kellő mértékben a Barrett-nyelőcső illetve annak adenocarcinomába való átmenetének gyakoriságát. A GORB leggyakoribb szövődményei közé a reflux oesophagitis, nyelőcsővérzés, fekély, stricturák kialakulása, az ún. Barrett-nyelőcső (BE), illetve súlyosabb esetekben a nyelőcső adenokarcinóma (EAC) tartozik. A BE praecancerosus állapot, melyben a többrétegű laphám helyét hengerhám foglalja el. Előfordulása a nyugati populációban 1,6 %, míg azoknál a betegeknél, akik igazoltan GORB-ban szenvednek ez akár 4,4% is lehet. Szövettanilag fundus, cardia illetve intesztinális-típusú metapláziákat különíthetünk el. A fundus-intesztinális-típusú metapláziában parietális és fő sejtek, a cardia-típusú metapláziában a cardia nyálkahártyára jellemző nyákkiválasztó sejtek, míg az intesztinális-cardia-típusú metapláziában intesztinális hám, kehely és endokrin sejtek vannak jelen. Jelen ismereteink szerint a hengerhám a mukózában található multipotens őssejtekből származik, illetve egyes feltételezések szerint a Schaffer mirigyekből is eredeztethetőek. Az így kialakult hengerhám lényegesen ellenállóbb a sav károsító hatásaival szemben mind a laphám. A betegség a nyelőcső különböző hosszúságú szakaszát érintheti mely alapján hosszú (3 cm felett) illetve rövid (3 cm alatt) szegmens BE-t különböztethetünk meg. A jelenleg elfogadott nézet szerint az intesztinális-tipusú metaplázia okozza a nyelőcső súlyosabb funkcionális zavarait, illetve ez a stádium növeli leginkább az EAC kialakulásának a kockázatát. Az EAC megjelenése előtt low majd high grade diszplázia alakul ki, mely egy neoplasztikus állapot, amely a daganatos átakalkulás jeleit mutatja. Több vizsgálat is igazolta, hogy a metaplázia-diszplázia-adenokarcinóma szekvencia progressziójában a sósav és az epesavak is szerepet játszhatnak az által, hogy fokozzák a sejtek proliferációját és differenciálódását, valamint károsíthatják a DNS-t, fokozva ezáltal a genetikai instabilitást, a mechanizmus azonban nem teljesen ismert. Mivel az iontranszport folyamatok nagymértékben hozzájárulnak, mint a nyelőcső clearence mind pedig az epiteliális rezisztencia fenntartásában, a nyelőcső epiteliális transzportfolyamatok ismerete mind fiziológiás mind pedig patofiziológiás körülmények között nagy jelentőséggel bír. Az iontranszporterek jelenlétét többnyire normál nyelőcső hámban karakterizálták, míg a metaplasztikus hengerhámban alig lelhető fel adat, annak ellenére, hogy fontos védő szerepet játszhatnak a reflux-indukálta további nyelőcső károsodás kivédésében.

Jelen tanulmányban célunk volt, hogy azonosítsuk a sav/bázis transzport folyamatokat BE-ben, illetve karakterizáljuk a sósav illetve epesavak hatását az iontranszporterek aktivitására és kifejeződésére.